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研究人員開創(chuàng)了一種將光限制在亞納米尺度的新方法。這一發(fā)展為光-物質相互作用和超分辨率納米鏡等領域的進步提供了廣闊的前景。想象一下，把光縮小到一個微小水分子的大小，以開啟一個充滿可能性的量子世界。這一直是光科學和技術領域的夙愿。浙江大學的研究人員在將光束縛到亞納米尺度方面取得了突破性進展。

傳統(tǒng)上，超越常規(guī)衍射極限的光定位主要依靠兩種方法：介質約束和等離子體約束。然而，精密制造和光學損耗等挑戰(zhàn)阻礙了將光場限制在 10 納米以下甚至 1 納米的水平。現(xiàn)在，7 月 7 日《先進光子學》（Advanced Photonics）雜志詳細介紹了一種新型波導方案，它將利用亞納米級光場的潛力。

以納米狹縫模式產(chǎn)生亞納米封閉光場的波導方案。(a) CNP 波導方案示意圖。(b) 納米狹縫模式橫截面場強分布的三維圖。資料來源：Yang、Zhou 等人，doi 10.1117/1.AP.5.4.046003

請看這樣一個場景：來自標準光纖的光進行了一次轉換之旅。它穿過光纖錐，到達耦合納米線對（CNP）中的最終目的地。在這里，光線轉變?yōu)橐环N獨特的納米狹縫模式，形成一個微小到幾分之一納米（約 0.3 納米）的封閉光場。令人驚嘆的是，這種創(chuàng)新方法的效率高達 95%，峰值與背景的比率也很高，從而帶來了一系列機遇。

突破性的波導方案將其范圍擴大到了中紅外光譜范圍，進一步拓展了納米宇宙的極限。光學約束現(xiàn)在可以達到約 0.2 納米（λ/20000）的非凡尺度，這為探索和發(fā)現(xiàn)開辟了更多途徑。

浙江大學納米光子學研究組的童利民教授指出："與以往的方法不同，波導方案呈現(xiàn)為線性光學系統(tǒng)，帶來了一系列優(yōu)勢。它可以實現(xiàn)寬帶和超快脈沖操作，并允許多個亞納米級光場的組合。在單個輸出中設計空間、光譜和時間序列的能力帶來了無限的可能性"。

這些突破的潛在應用確實令人嘆為觀止。光場如此局部化，以至于可以與單個分子或原子相互作用，為光-物質相互作用、超分辨率納米鏡、原子/分子操縱和超靈敏檢測等領域的發(fā)展提供了可能。我們即將迎來一個新的發(fā)現(xiàn)時代，存在的最微小的領域現(xiàn)在已經(jīng)觸手可及。

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